尹涛 王震威

摘要： 脱层是复合材料层合结构最主要的破坏形式之一。基于EulerBernoulli梁理论和谱有限元方法得到周期结构中健康基本周期单元的动刚度矩阵。再考虑脱层位于周期结构的某一基本周期单元中，并假设脱层边缘处横截面变形服从平截面假定，忽略脱层前沿的应力奇异，建立分层模型，根据分层边缘处各子单元位移、转角连续及分层界面处力平衡条件形成含脱层的周期层合梁超单元动刚度矩阵。基于传递矩阵法得到健康及含脱层周期单元的传递矩阵，进而形成含脱层周期层合梁结构的传递矩阵及总体动刚度矩阵，并通过传递矩阵计算获得的波传播常数来分析周期结构的振动与波传播特性。分别对无脱层情况与脱层引起局部失谐情况下一周期简支梁结构的波传播特性进行数值计算研究，并结合ANSYS有限元仿真分析，对方法进行了验证。

关键词： 周期结构； 层合梁； 脱层； 谱有限元法； 传播常数

中图分类号： O327； O343文献标志码： A文章编号： 10044523（2016）04056809

DOI：10.16385/j.cnki.issn.10044523.2016.04.002

引言

近年来，复合材料由于其强度高、自重轻等优点在航空航天、机械、船舶、生物工程以及土木工程等领域都得到越来越广泛的应用。而对于复合材料层合结构而言，脱层的出现能够明显改变其局部以及整体结构的动力特性，对其进行基于振动与波传播理论的动力特性研究就显得尤其重要，这同时也为脱层缺陷检测提供理论依据。目前国内外已有学者对含脱层复合材料层合结构的动力特性进行研究。……